油层物理部分练习题附带答案讲解.docx
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油层物理部分练习题附带答案讲解
第一章油藏流体的界面张力
一.名词解释
1．自由表面能（freesurfaceenergy）：
表面层分子力场的不平衡使得这些表面分子储存了多余的能量，这种能量称为自由表面能
2．吸附（adsorption）：
溶解于某一相中的物质，自发地聚集到两相界面层并急剧减低该界面的表面张力的现象称为吸附
3．界面张力（interfacialtension）：
也叫液体的表面张力，就是液体与空气间的界面张力。
在数值上与比界面能相等。
固体表面与空气的界面之间的界面张力，就是固体表面的自由能。
4．表面活性剂（surfaceactiveagent）：
指加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质
二．判断题，正确的在括号内画√，错误的在括号内画×
1．表面层溶质的浓度较相内大时称正吸附。
（√）
2．随界面两侧物质密度差增大，表面张力随之下降。
（×）
3．表面活性剂的浓度愈高，则表面张力愈大。
（√）
4．油藏条件下的油气表面张力一定小于地面条件。
（√）
5．从严格定义上讲，界面并不一定是表面。
（√）
6.界面两侧物质的极性差越大，界面张力越小。
（×）
三．选择题
1．若水中无机盐含量增加，则油水表面张力将，若水中表面活性物质含量增加，则油水界面张力将。
A.增加，增加B.增加，减小
C.减小，增加D.减小，减小（B）
2．随体系压力增加，油气表面张力将，油水表面张力将。
A.上升，上升B.上升，下降
C.下降，上升D.下降，下降（D）
3．随表面活性物质浓度增加，表面张力，比吸附将。
A.上升，上升B.上升，下降
C.下降，上升D.下降，下降（C）
4．在吉布斯吸附现象中，当表面活度0，比吸附G0，该吸附现象称
为正吸附。
A.大于，大于B.大于，小于
C.小于，大于D.小于，小于（C）
四．问答题
1．影响两相界面层的自由表面能的因素有哪些？
如何影响？
影响因素：
1、物质的组成：
两相间分子的极性差越大，表面能也越大。
2、相态：
液液界面张力与两相化学组成密切相关。
3、温度和压力：
温度和压力直接影响到分子间的距离，因而分子间的作用力随之变化，使得界面层上分子的力场受到影响，从而引起界面张力变化。
4、溶解气：
气体溶解度越大，界面张力越小。
2．何为表面张力？
油藏流体的表面张力随地层压力，温度及天然气在原油（或水）中的溶解度的变化规律如何？
表面张力：
液体表面任意二相邻部分之间垂直于它们的单位长度分界线相互作用的拉力。
变化规律：
油藏流体表面张力随地层压力增大,温度升高而减小。
天然气在原油中溶解度越大，油藏流体表面张力越小。
3．就你所知，测定液面表面张力的方法有哪些？
1、悬滴法2、吊片法（又称悬片法、吊板法）3、旋转液滴法
第二章油藏岩石的润湿性
一.名词解释
1．润湿性（wettability）：
润湿是固体界面由固-气界面转变为固-液界面的现象。
而润湿性是指一种液体在一种固体表面铺展的能力或倾向性。
2．附着功（adhesivepower）：
附着功指在非湿相流体中，将单位面积的湿相从固体界面拉（离）开所做的功。
3．润湿滞后（wettinghysteresis）：
润湿滞后指在外力作用下开始运动时，三相周界面沿固体表面移动迟缓而使润湿接触角改变的一种现象。
4．润湿反转（wettingreciprocal）：
固体表面在活性物质吸附作用下润湿性发生转化的现象称为润湿反转。
5．润湿接触角（wettingcontactangle）：
流体界面与固体表面交接点处,选择性润湿流体表面切线与固体表面间的夹角θ称为润湿接触角。
6．斑状润湿（dalmatianwettability）：
是指在同一岩样的表面上由于矿物组成不同表现出不同的润湿性
7．混合润湿（mixedwettability）：
指不同大小的孔道其润湿性不同，小孔隙保持水湿不含油，而大孔隙砂砾表面由于和原油接触变为油湿。
8．吸吮过程（imbibitionprocess）：
湿相驱替非润湿相的过程。
9．驱替过程（drainageprocess）：
非润湿相驱替湿相的过程。
二．判断题，正确的在括号内画√，错误的在括号内画×
1．附着功愈小，则润湿程度愈强。
（×）
2．自吸吸入法测岩石润湿性时，若被水驱出的油相体积大于被驱出的水相体积，
则岩石润湿性为亲水。
（√）
3．自吸过程的毛管力必定大于驱替过程的毛管力。
（×）
4．湿相流体与固体间的界面张力越大，则润湿程度越强。
（×）
5．润湿现象的实质是表面张力的下降。
（√）
6．亲油油藏的水驱效率高于亲水油藏。
（×）
7．驱替过程的润湿接触角必定大于自吸过程。
（√）
三．选择题
1．在自吸法测定岩石的润湿性时，若吸入水量大于吸入油量，则岩石的润湿性为
A.亲水表面B.亲油表面
C.中性表面D.不确定（A）
2．按润湿接触角的定义，若接触角等于115度，则岩石表面润湿性为。
A.亲水表面B.亲油表面
C.中性表面D.不确定（B）
3．表面张力愈，附着功愈，则润湿程度愈强。
A.大，大B.大，小
C.小，大D.小，小（A）
4．岩石润湿性发生显著变化后，下列参数中测定结果将发生显著变化的是。
A.比面，B.孔隙度
C.绝对渗透率，D.相对渗透率（D）
5．附着张力愈，附着功愈，则流体对固体的润湿程度愈强。
A.大、大，B.大、小
C.小、大，D.小、小（A）
6．岩石表面亲水，当其三相达到平衡时图
（ACDE）
7．下列三种纯净矿物表面亲水性强弱的顺序为。
A.石英＞方解石＞粘土B.方解石＞石英＞粘土
C.粘土＞石英＞方解石D.石英＞方解石＞粘土（C）
8．亲水地层的水驱油过程是过程，亲油地层的油驱水过程是过程。
A.自吸，自吸B.自吸，驱替
C.驱替，自吸D.驱替，驱替（A）
四．问答题
1．何谓润湿，润湿性？
影响润湿性的因素有哪些，如何影响？
润湿：
液体在与固体接触时，沿固体表面扩展的现象。
润湿性：
是指一种液体在一种固体表面铺展的能力或倾向性。
影响因素：
1、岩石的矿物组成：
不同岩石的性质，表面矿物对润湿性的影响不同。
2、油藏流体组成的影响：
原油的组成非常复杂，按对润湿性的影响其物质可分为三类：
非极性的烃类、含有极性的氧，硫，氮的化合物、原油中的极性物质。
3、表面活性物质的影响：
表面活性物质吸附到岩石表面，可以使岩石的润湿性发生变化，甚至润湿反转。
4、岩石孔隙表面的非均匀质：
实际岩石孔隙或岩石表面粗糙不平，导致了各处的表面能的不均匀，因此岩石的润湿性在各处也有差异。
5、孔隙结构、温度、压力对润湿性也有一定影响。
2．润湿接触角是怎样规定的？
如何根据它来判定储层岩石的润湿性（亲水，亲油，或中性）？
润湿接触角：
流体界面与固体表面交接点处,选择性润湿流体表面切线与固体表面间的夹角θ称为润湿接触角。
当θ<90°时,水可以润湿岩石,岩石亲水性好,称为水湿。
当θ=90°时,油、水润湿岩石能力相当,岩石既不亲水也不亲油，称为为中性润湿。
当θ>90°时,油可以润湿岩石,岩石亲油性好,称为油湿。
3．何谓润湿滞后？
前进角
和后退角
是如何定义的？
＞
＞
是否一定成立？
润湿滞后：
指三相润湿周界受所处力场不平衡时沿固体表面的移动迟缓而使润湿接触角发生改变的现象。
前进角
：
水驱油时的接触角称为前进角。
后退角
：
油驱水时的接触角称为后退角。
＞
＞
的成立条件是在当三相周界停止运动、界面处于稳定状态时，测定的润湿角为稳定角，则有
＞
＞
4．什么叫静润湿滞后，动润湿滞后？
请各举一例加以说明。
静润湿滞后：
指油、水与岩石表面接触的先后次序不同—即水驱油或油驱水过程时产生的滞后现象。
动润湿滞后：
在水驱油或油驱水过程中，当油、水和岩石三相周界沿固体表面向前移动时，由于油、水界面各处运动速度不同而使接触角发生变化的现象。
5.画出下列各图中的前进角
，后退角
及三相周界处的界面张力
（1）
（2）
（3）先画界面形状，再标角（4）先画界面形状，再标角
亲油岩石，先饱和油，水驱油亲水岩石，先饱和油，水驱油
6．在下面的四幅图里面，都是岩石-油-水体系，要求判定各自的润湿性，并画出润湿接触角。
第三章油藏岩石的毛管力
一.名词解释
1.毛细管压力Pc（capillarypressure）：
2.贾敏效应（Jamineffect）：
3.毛细管滞后（capillaryhysteresis）：
4.阈压
（thresholdpressure）：
5.润湿指数W（wettabilityindex）：
6.J函数（j-function）：
二．判断题，正确的在括号内画√，错误的在括号内画×
1.毛管力曲线的中间平缓段愈高，则主要孔道半径愈大。
（）
2.两相流动时，并联孔道中较大孔道的流速一定大于较小孔道的流速。
（）
3.自吸过程毛管力一定大于驱替过程。
（）
4.同一油藏中油气过渡带高度大于油水过渡带高度。
（）
5.毛管力曲线上中间平缓段愈长，则毛细孔组成愈均匀。
（）
6.毛细管插入非湿相流体中，毛细液面将上升。
（）
三．选择题
1．毛管中两相弯曲界面所形成的毛细管力方向应指向。
A.湿相一侧B.非湿相一侧
C.管壁D.沿曲面切线（）
2．有A,B两根等直径玻璃毛管，A管直接插入盛水烧杯中，稳定后A管内外的
水面高差为ha，B管先装满水后再插入上述烧杯中，稳定后B管内外的水面高差
为hb，那么ha与hb的关系为
A.ha＞hbB.ha＜hb
C.ha=hbD.不确定（）
3．岩石毛管力与油水过度带厚度成，与岩石平均孔径成。
A.正比，正比B.正比，反比
C.反比，正比D.反比，反比（）
4．毛管力曲线测定方法中，是一种经典方法，测定速度最快。
A.压汞法，半渗法B.离心法，半渗法
C.半渗法，离心法D.半渗法，压汞法（）
5．毛管压力曲线上中值毛管力
愈大，则岩石孔隙愈偏，岩石综合物性愈
A.粗，好B. 粗，差
C.细，好D.细，差（）
6．将一根玻璃毛管插入盛油的烧杯中，则毛细管中液面将
A.上升B.下降
C.不变化D.不确定（）
7．表征分选差歪度略细喉道的图是_____。
（）
8．毛管力曲线上中值毛管力
是指的毛管力。
A.毛管力等于50kg/
时B.离自由水面50米处
C.含水饱和度等于50%时D.平均孔径所对应孔道（）
9．亲水岩石中水驱油的毛管力为，亲油岩石中水驱油毛管力为。
A.动力，动力B.动力，阻力
C.阻力，动力D.阻力，阻力（）
10．离心法测定毛管力曲线时，欲实现水驱油过程，则须在岩心中先饱和，且岩心应置与转臂的。
A.油，外B.油，内
C.水，外D.水，内（）
11．毛管中两相弯液面所形成的毛管力的方向指向
A.湿相一侧，B.非湿相一侧
C.管壁，D.沿曲面切线（）
四．问答题
1．如何建立毛管压力概念？
怎样从力的三要素（大小，方向个作用点）分析任意曲面的附加压力Pc？
2．何谓贾敏效应？
分析形成的原因，在实际油藏中如何减小这中应？
3．驱替过程和吸入过程是如何规定的？
它们怎样影响毛管压力曲线？
4．就你所知，有哪几种测定毛管压力的方法？
试分别简述各种测定方法的基本实验原理，并画出其中一种方法的测定仪器流程示意图和实验数据处理方法。
5．对于一条实测毛管压力曲线，应该分析哪几个主要特征（或参数）？
这些基本的意义和用途是什么？
7．如何利用毛细管压力曲线判定储层岩石的润湿性？
五．计算题
1．有三支不同半径的毛细管，内半径分别为1、0.1和0.01mm，插在同一盆水里，测知水的表面张力为72.8mN/m，三支毛管中的水面与毛管壁的夹角都为30度，试分别求出这三支毛管中水面上升的高度（取水的密度为1g/
）假如水面上改用密度为0.87g/
的原油，并测得油水界面张力为33mN/m，接触角都为30度，试分别求三支毛管中水面上升的高度。
假如把盆中的水换为原油，其密度为0.87g/
，原油的表面张力为28.5mN/m，接
触角为30度，试分别求三支毛管中水面上升的高度，对比计算结果可得出什么结论？
解：
2．如图所示，一毛管中存在一气泡，气泡静止时测的油气界面与毛管壁的润湿角为45°，对毛管一端加压，使气泡流动，移动开始时测得润湿角分别是θ′=60°，θ″=30°，若油气界面张力为24mN/m，毛管内半径为0.1mm，试求使气泡移动时所加的附加压力。
（水滴对管壁产生的阻力效应是垂直作用与管壁压力的1/10）
解：
3．有一变断面毛管如图，已知
，今有一气泡欲通过窄口，气泡两端为原油，测得油气界面张力为21.8mN/m。
接触窄口产生最大变形时的接触角分别为
为60度，
为15度，试估算气泡通过窄口所引起的压力差。
解：
4．有一岩样由毛管压力资料得到油排水的排驱压力为0.042MPa，而空气排油的排驱压
力为0.046MPa，另测得油-水截面张力为28.0mN/m，空气-油表面张力为24.9mN/m,求该岩样的润湿指数及接触角，并判别润湿性。
解：
5．已知下列资料：
水银的表面张力为410mN/m，水银-空气-岩石体系的润湿角为160°，油藏条件下油水界面张力为30mN/m，油-水-岩石体系的润湿角为39°，油水密度差为0.4g/
，由压汞曲线知饱和度中值压力为9.84×
Pa，阈压为2.11×
Pa。
求
（1）油藏条件下岩石中非润湿相饱和度为50%时，油水相压差是多少？
（2）引起水的驱替所需要的油柱高度？
解：
第四章多相流体的渗流特性
一.名词解释
1．有效渗透率（effectivepermeability）：
2．相对渗透率（relativepermeability）：
3．流度（mobility）：
4．产水率fw（waterproductionrate）：
5．退汞效率（efficiencyofmercuryejection）：
二．判断题，正确的在括号内画√，错误的在括号内画×
1.在相对渗透率曲线上，若交点含水饱和度大于50%，则可判定岩石亲水。
（）
2.流度比是被驱替相流度与驱替相流度之比。
（）
3.就非湿相流体而言，自吸过程的相对渗透率曲线必定高于驱替过程的相对
渗透率曲线。
（）
4.在油气水三相共存的油藏中，不可能出现单相流动。
（）
5.两相流体流动时，并联孔道中较大孔道内的流速一定大于较小孔道内的流速。
（）
6.同一油藏中，油气过度带的宽度大于油水过度带的宽度。
（）
7.两相渗流时，随含水饱和度上升，产水率也上。
（）
三．选择题
1．在残余油饱和度时，产水率为，产水率随含水饱和度的上升率为。
A.1，1B.1，0
C.0，1D.0，0（）
2．自由水面为100% 的界面，水淹界面为100%的界面。
A.含水，含水B.产水，产水
C.含水，产水D.产水，含水（）
3．若某油藏束缚水饱和度为30%，水驱残余油饱和度为35%，则其水驱采收率为。
A.30%B.40%
C.50%D.65%（）
4．亲水岩石与亲油岩石的相对渗透率曲线相比，前者的交点含水饱和度较，前者的水相端点相对渗透率较。
A.大，大B.大，小
C.小，大D.小，小（）
5．若某油藏油水过度带中平均毛管力Pc为0.3kg/
，油水重度差g为0.2g/
则油水过度带平均为。
A.1.5cmB.15m
C.2/3mD.2/3cm（）
6．岩石润湿性发生显著变化后，下列参数中哪项的测定结果将发生显著变化。
A.比面B.孔隙度
C.绝对渗透率D.相对渗透率（）
7．根据排驱毛管压力曲线和相对渗透率曲线确定出某油藏产纯油所需的最小闭合度为h30，油藏的实际高度为H，当____________时，该油藏可以生产无水石油.
A.H>h30B.HC.H=h30D.不能确定（）
8．根据毛管压力曲线和相对渗透率曲线，所确定的油水在构造纵向上的分布，
得到某井为100％产水，它意味着该储层。
A.100％含油 B.100％含水
C.油呈残余油状态D.不能确定（）
四．问答题
1．怎样确定油藏中的自由水面（100%的含水界面）和油水接触面（100%产水的界面）？
如何确定含水过渡带的含水饱和度变化规律？
2．如何利用相对渗透率曲线确定残余油饱和度？
怎样估算采收率？
3．强亲水岩石与强亲油岩石的相对渗透率曲线相比，各有何特点？
为什么？
4．简述相对渗透率曲线的影响因素。
5．何谓末端效应？
如何消除末端效应？
6．简述“稳定试验法”和“不稳定试验法”测相对渗透率的基本原理。
7．分析阐述油层驱油过程中造成非活塞性现象的主要原因。
8．怎样确定油藏中自由水面（开始100%含水的界面）和油水接触面（开始100%产水的界面）？
如何确定含油水过渡带的含水饱和度变化规律？
（请用图示表示并解释）。
9．如果砂岩的渗透率不同，它们的毛管压力曲线、束缚水含量和油水过渡带的厚度有什么不同？
10．实际油藏中的油水界面是否为一“镜面”，为什么？
11．饱和顺序不同将如何影响毛管压力曲线和相对渗透率曲线？
由哪些原因造成？
12．一般为什么亲水油藏原油采收率大于亲油油藏？
13．如下图相对渗透率曲线，分析说明三个区A、B、C的特点。
又若岩石亲水，画出三个区所对应的储层条件下的油水分布图。
五．计算题
1．在一油藏中，若其气体的渗透率为0.06Dc，而油的渗透率为0.25Dc，气体的粘度是0.015cp,而油的粘度是1.25cp，试问气和油的流度为若干？
气对油之流度比为多少？
由计算结果分析说明什么问题？
解：
2．某岩样长10cm，截面积2cm2，绝对渗透率为67
，当岩样中水，油饱和度分别为40%，60%时，在2×
Pa的压差下作用，通过岩样的油、水的流量分别为0.003
和0.004
。
在水，油粘度分别为0.75和2.5时，求：
（1）油水相渗透率，油水相对渗透率及油水相对渗透率之比值；
（2）解释油，水相渗透率之和小于绝对渗透率的原因。
解：
3．在一砂岩岩样上测得油，水相对渗透率数据如下表
Sw
Krw
Kro
46.6
0.0
1.0
50.0
0.0357
0.5738
55.7
0.0805
0.3315
58.4
0.0975
0.2674
64.4
0.1391
0.1608
69.9
0.1841
0.0909
76.4
0.2407
0.0378
81.4
0.284
0.013
83.1
0.2975
0.0073
84.2
0.3062
0.0042
试计算或回答：
（1）若岩心的绝对渗透率100mDc，求Sw为0.4时油，水的有效渗透率。
（2）如果
=1.2，
=2.0
，计算Sw=0.644时的水的分流量fw。
（3）判断该岩心的润湿性。
（4）计算最终采收率。
4．实验室内由气驱水资料确定的J（Sw）函数如下表
Sw
1.0
0.9
0.6
0.3
0.25
0.24
0.24
J（Sw）
0.0
0.30
1.02
2.84
3.80
4.23
5.25
已知油藏数据：
孔隙度为30%，渗透率为300md，原油密度为0.80g/
，水的密度为
1.0g/
;水-油界面张力：
σwo=30mN/m，水-油接触角：
θwo=30°
气-水界面张力：
σgw=45mN/m，气-水接触角：
θgw=0°
试计算油藏油-水过度带厚度。
解：
5．有一岩样长10cm，截面积6.25
，在保持含水40%和含油60%的条件下，给岩样两端施加5MPa压差时，测得油、水的流量分别为0.04和0.05
，并已知油和水的粘度分别为25和0.8
，岩样的绝对渗透率为1.01
试求：
（1）油和水的有效渗透率；
（2）油和水的相对渗透率；
（3）油和水的流度及油水流度比M=
.
解：
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